(57)【要約】  リッチスパイクによるＮＯｘトラップ触媒１１の再生に関して、ＥＵＣ１５は内燃機関１の運転状態と、吸気スロットル７の開度と燃料インジェクタ４のポスト噴射に関する制御パラメータｔλ１，ｔλ２とに基づき再生中のＮＯｘトラップ触媒１１の予測温度上昇量ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２を計算する。予測温度上昇量ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２が許容範囲ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐを超える場合には、制御パラメータｔλ１，ｔλ２の値を変えることで、ＮＯｘトラップ触媒１１の再生中の内燃機関１の運転条件変化に対応した触媒温度制御を実現する。
2011046109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１）の排気に含まれる特定成分をトラップする排気浄化部材（１１）、の再生装置において：
内燃機関（１）の空気過剰率（λ）を変更する空気過剰率変更メカニズム（４，７）、排気浄化部材（１１）は空気過剰率（λ）の変更に応じて特定成分を脱離させることで再生される、と；
内燃機関（１）の運転状態を検出する運転状態検出センサ（２２，２３）と；
次のようにプログラムされたプログラマブルコントローラ（１５）：
制御パラメータ（ｔλ１，ｔλ２）に基づき空気過剰率変更メカニズム（４，７）を制御して排気浄化部材（１１）を再生し（Ｓ１０）；
内燃機関の運転状態と制御パラメータ（ｔλ１，ｔλ２）とに基づき再生中の排気浄化部材（１１）の予測温度上昇量（ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２）を計算し（Ｓ７）；
予測温度上昇量（ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２）があらかじめ設定された許容範囲（ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐ）を超えるかどうかを判定し（Ｓ８）；
予測温度上昇量（ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２）が許容範囲（ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐ）を超える場合に、制御パラメータ（ｔλ１，ｔλ２）の値を変更する（Ｓ７）；
とを備える排気浄化部材（１１）の再生装置。
【請求項２】
内燃機関（１）はディーゼルエンジンで構成され、排気浄化部材（１１）は排気中の窒素酸化物をトラップする一方、空気過剰率（λ）を一時的にリッチ化するリッチスパイクによってトラップした窒素酸化物を脱離させて再生を行う窒素酸化物トラップ触媒で構成される、請求項１の再生装置。
【請求項３】
内燃機関（１）は吸気スロットル（７）と燃料インジェクタ（４）とを備え、空気過剰率変更メカニズム（４，７）は吸気スロットル（７）と燃料インジェクタ（４）とで構成され、制御パラメータ（ｔλ１，ｔλ２）は、吸気スロットル（７）の制御のみで達成すべく設定されたリッチスパイク中の初期目標空気過剰率（ｔλ１）と、吸気スロットル（７）の制御と燃料インジェクタ（４）の燃料噴射制御により達成すべく設定されたリッチスパイク中の最終目標空気過剰率（ｔλ２）とを含む、請求項２の再生装置。
【請求項４】
コントローラ（１５）は、予測温度上昇量（ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２）の許容範囲（ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐ）に対する超過量が小さいほど初期目標空気過剰率（ｔλ１）と最終目標空気過剰率（ｔλ２）とを減少させるよう、さらにプログラムされた（Ｓ７）、請求項３の再生装置。
【請求項５】
コントローラ（１５）は、窒素酸化物トラップ触媒の劣化度合いが大きいほどリッチスパイクの実施期間（Ｔｉｍｅｈｏｓ）を短く設定するとともに、リッチスパイクの実施期間に応じて初期目標空気過剰率（ｔλ１）と最終目標空気過剰率（ｔλ２）とを変更するよう（Ｓ７）、さらにプログラムされた、請求項４の再生装置。
【請求項６】
コントローラ（１５）は、リッチスパイクの実施期間（Ｔｉｍｅｈｏｓ）が短いほど、初期目標空気過剰率（ｔλ１）と最終目標空気過剰率（ｔλ２）を小さな値に設定するよう（Ｓ７）、さらにプログラムされた、請求項５の再生装置。
【請求項７】
コントローラ（１５）リッチスパイクの実施期間（Ｔｉｍｅｈｏｓ）を短縮方向に修正することで、初期目標空気過剰率（ｔλ１）と最終目標空気過剰率（ｔλ２）とを減少方向に変更するよう（Ｓ７）、さらにプログラムされた、請求項６の再生装置
【請求項８】
窒素酸化物トラップ触媒の劣化度合いは、あらかじめリッチスパイク実行時と非実行時の窒素酸化物トラップ触媒の温度差（ΔＴ＿ＬＮＴ）に基づき判定される、請求項５から請求項７のいずれかの再生装置。
【請求項９】
燃料インジェクタ（４）の燃料噴射制御は、燃料インジェクタ（４）の燃料噴射量のうち燃焼に寄与しない噴射量の制御である、請求項３から８のいずれかの再生装置。
【請求項１０】
燃料インジェクタ（４）の燃料噴射制御はポスト噴射量の制御であり、コントローラ（１５）は予測温度上昇量が許容範囲を超える場合に、ポスト噴射量をあらかじめ定めた最大値に設定し、最終目標空気過剰率（ｔλ２）を変更せずに、初期目標空気過剰率（ｔλ１）をポスト噴射量に基づき増大方向に変更する第１の制御パラメータ値の変更を実施するよう（Ｓ７）、さらにプログラムされた、請求項９の再生装置。
【請求項１１】
コントローラ（１５）は、内燃機関（１）の運転状態と第１の制御パラメータ値の変更を適用した制御パラメータ（ｔλ１，ｔλ２）の値とに基づき再生中の排気浄化部材（１１）の予測温度上昇量を再計算し、再計算した予測温度上昇量が依然としてあらかじめ設定された許容範囲を超える場合には、最終目標空気過剰率（ｔλ２）をあらかじめ定めた最小値に変更し、初期目標空気過剰率（ｔλ１）を最終目標空気過剰率（ｔλ２）に応じて増大方向に変更する第２の制御パラメータ値の変更を実施するよう（Ｓ７）、さらにプログラムされた、請求項１０の再生装置。
【請求項１２】
コントローラ（１５）は、内燃機関（１）の運転状態と第２の制御パラメータ値の変更を適用した制御パラメータ（ｔλ１，ｔλ２）とに基づき再生中の排気浄化部材（１１）の予測温度上昇量を再計算し、再計算した予測温度上昇量が依然としてあらかじめ設定された許容範囲を超える場合には、リッチスパイクの実施期間を短縮し、短縮したリッチスパイクの実施期間を用いて再計算される再生中の排気浄化部材（１１）の予測温度上昇量があらかじめ設定された許容範囲にとどまるまで、リッチスパイクの実施期間の短縮を段階的に進行させるよう（Ｓ７）、さらにプログラムされた、請求項１１の再生装置。
【請求項１３】
運転状態検出センサは、内燃機関（１）の回転速度を検出するセンサ（２３）と吸入空気量を検出するセンサ（２２）とを含む請求項１から１０のいずれかの再生装置。
【請求項１４】
内燃機関（１）の排気に含まれる特定成分をトラップする排気浄化部材（１１）、の再生装置において：
内燃機関（１）の空気過剰率を変更する空気過剰率変更手段、排気浄化部材（１１）は空気過剰率の変更に応じて特定成分を脱離させることで再生される、と；
内燃機関（１）の運転状態を検出する運転状態検出手段（２２，２３）と；
制御パラメータ（ｔλ１，ｔλ２）に基づき空気過剰率変更メカニズム（４，７）を制御して排気浄化部材（１１）を再生する手段（４，７）と；
内燃機関（１）の運転状態と制御パラメータ（ｔλ１，ｔλ２）とに基づき再生中の排気浄化部材（１１）の予測温度上昇量（ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２）を計算する手段（１５）と；
予測温度上昇量（ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２）があらかじめ設定された許容範囲（ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐ）を超えるかどうかを判定する手段（１５）と；
予測温度上昇量（ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２）が許容範囲（ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐ）を超える場合に、制御パラメータ（ｔλ１，ｔλ２）の値を変更する手段（１５）と；
を備える排気浄化部材（１１）の再生装置。
【請求項１５】
内燃機関（１）の排気に含まれる特定成分をトラップする排気浄化部材（１１）、内燃機関（１）は内燃機関（１）の空気過剰率を変更する空気過剰率変更メカニズム（４，７）、排気浄化部材（１１）は空気過剰率の変更に応じて特定成分を脱離させることで再生される、を備える、の再生方法において：
内燃機関（１）の運転状態を検出し；
制御パラメータ（ｔλ１，ｔλ２）に基づき空気過剰率変更メカニズム（４，７）を制御して排気浄化部材（１１）を再生し；
内燃機関（１）の運転状態と制御パラメータ（ｔλ１，ｔλ２）とに基づき再生中の排気浄化部材（１１）の予測温度上昇量（ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２）を計算し；
予測温度上昇量（ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２）があらかじめ設定された許容範囲（ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐ）を超えるかどうかを判定し；
予測温度上昇量（ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２）が許容範囲（ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐ）を超える場合に、制御パラメータ（ｔλ１，ｔλ２）の値を変更する；
排気浄化部材（１１）の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の排気浄化触媒の温度制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本国特許庁が２００２年に発行したＪＰ２００２−４７９０７４Ａは、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンが排出した窒素酸化物（ＮＯｘ）をリーン燃焼運転時にＮＯｘトラップ触媒で吸着し、吸着量が所定量に達すると、リッチスパイク制御によって、吸着したＮＯｘを脱離させて還元する排気浄化装置を提案している。リッチスパイクとは、排気の空気過剰率λを一時的に小さくすることをいう。ＮＯｘトラップ触媒に吸着したＮＯｘをＮＯｘトラップ触媒から脱離させて還元する処理をＮＯｘトラップ触媒の再生と称する。【０００３】
この種のＮＯｘトラップ触媒は、リッチスパイク制御により触媒温度が上昇するにつれてＮＯｘ浄化率を上昇させ、特定の触媒温度で最大のＮＯｘ浄化率を達成する。触媒温度が特定温度より高くなると、触媒温度の上昇とともにＮＯｘ浄化率は低下していく。【０００４】
この従来技術は、触媒温度が好ましいＮＯｘ浄化率を確保できる触媒温度範囲を超えないポスト噴射量を計算し、計算されたポスト噴射量によるポスト噴射を実行することでリッチスパイクを実現している。ポスト噴射は燃料の通常噴射の後に同一燃焼サイクル内で追加的に燃料を噴射することをいう。
【発明の概要】
【０００５】
車両に搭載された内燃機関の場合には、車両の走行環境に応じて運転条件が急激に変化することがある。  
【０００６】
しかしながら、リッチスパイク開始時に触媒温度に基づいてポスト噴射量を決定すると、リッチスパイク実行中に運転条件が急変し、対応して燃料噴射量も変化した場合に、触媒が予測と異なる温度上昇を示すことがある。こうしたケースでは、触媒温度に過不足が生じ、触媒に好ましくない影響を与えたり、触媒の再生が十分に行われない可能性がある。  
【０００７】
この発明の目的は、したがって、ＮＯｘトラップ触媒のような排気浄化部材の再生中の内燃機関の運転条件変化に対応した部材温度制御を実現することである。
【０００８】
以上の目的を達成するために、この発明は、内燃機関の排気に含まれる特定成分をトラップする排気浄化部材、の再生装置において、内燃機関の空気過剰率を変更する空気過剰率変更メカニズムと、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出センサと、プログラマブルコントローラとを備えている。排気浄化部材は空気過剰率の変更に応じて特定成分を脱離させることで再生される。コントローラは制御パラメータに基づき空気過剰率変更メカニズムを制御して排気浄化部材を再生し、内燃機関の運転状態と制御パラメータとに基づき再生中の排気浄化部材の予測温度上昇量を計算し、予測温度上昇量があらかじめ設定された許容範囲を超えるかどうかを判定し、予測温度上昇量が許容範囲を超える場合に、制御パラメータの値を変更するようプログラムされる。
【０００９】
この発明の詳細並びに他の特徴や利点は、明細書の以下の記載の中で説明されるとともに、添付された図面に示される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ＦＩＧ．１はこの発明の第１の実施形態による内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【００１１】
【図２】ＦＩＧ．２は排気浄化装置が備えるエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）によるＮＯｘトラップ触媒のベッド温度の算出ロジックを説明するブロック図である。
【００１２】
【図３】ＦＩＧ．３はＥＣＵによるＤＰＦ推定ベッド温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ２の算出ロジックを説明するブロック図である。
【００１３】
【図４】ＦＩＧ．４はＥＣＵが格納する吸気スロットルの操作のみで実現すべき目標空気過剰率ｔλ１と、吸気スロットルとポスト噴射の操作で実現すべき目標空気過剰率ｔλ２のマップの特性を示すダイアグラムである。
【００１４】
【図５】ＦＩＧ．５はＥＣＵが格納するポスト温度補正係数基本値Ｋｈｏｓ２＿ｂａｓｅのマップの特性を示すダイアグラムである。
【００１５】
【図６】ＦＩＧ．６はＥＣＵが格納する基準リッチスパイク時間Ｔｉｍｅ＿ｂａｓｅのマップの特性を示すダイアグラムである。
【００１６】
【図７】ＦＩＧ．７はＥＣＵが実行するリッチスパイク制御ルーチンを示すフローチャートである。
【００１７】
【図８】ＦＩＧ．８はＥＣＵが実行するＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１の算出サブルーチンを示すフローチャートである。
【００１８】
【図９】ＦＩＧ．９はＥＣＵが実行するポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２の算出サブルーチンを示すフローチャートである。
【００１９】
【図１０】ＦＩＧ．１０はＮＯｘトラップ触媒のベッド温度に対する浄化率ηＮＯｘの変化特性を説明するダイアグラムである。
【００２０】
【図１１】ＦＩＧ．１１はＥＣＵが格納するＮＯｘトラップ触媒の基準温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅのマップの特性を示すダイアグラムである。
【００２１】
【図１２】ＦＩＧ．１２は内燃機関１の運転条件による補正係数Ｋｈｏｓ１のマップの特性を示すダイアグラムである。
【００２２】
【図１３】ＦＩＧ．１３はＮＯｘトラップ触媒のベッド温度に対する炭化水素（ＨＣ）と一酸化炭素（ＣＯ）の浄化率の変化を示すダイアグラムである。
【００２３】
【図１４】ＦＩＧ．１４はこの発明の第２実施形態によるＥＣＵが格納する目標空気過剰率ｔλ２の再設定マップの特性を示すダイアグラムである。
【００２４】
【図１５】ＦＩＧ．１５はこの発明の第２実施形態によるＥＣＵが格納するリッチスパイク時間の再設定マップの特性を示すダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図面のＦＩＧ．１を参照すると、内燃機関１はディーゼルエンジンであり、燃料ポンプ２、コモンレール３、及び燃料インジェクタ４からなるコモンレール燃料噴射システムを備える。  
【００２６】
内燃機関１は吸気管５と排気管８が接続される。吸気管５には、内燃機関１の吸気流れに関して上流方向に向かって吸気スロットル７とインタークーラ６とが順に設けられる。吸気管５に吸入された空気は、吸気の充填効率を向上させるためにインタークーラ６で冷却された後、吸気スロットル７を通って内燃機関１へ供給される。  
【００２７】
内燃機関１の運転は吸気管５から吸入した空気と燃料インジェクタ４による噴射燃料との混合気を燃焼室内で燃焼させることで行われる。燃焼後の排気は排気管８に排出される。排気の一部は排気還流（ＥＧＲ）管９により内燃機関１の燃焼室に再循環させる。ＥＧＲ管９には排気還流量を制御するためのＥＧＲ弁１０が設けられる。  
【００２８】
排気管８には排気流れに関して下流方向に向けて窒素酸化物（ＮＯｘ）トラップ触媒１１（以下ＬＮＴ１１と略称する）と、排気中のパティキュレートをトラップするディーゼルパティキュレートフィルタ１２（以下ＤＰＦ１２と略称する）とが間隔をあけて設けられる。ＬＮＴ１１は、内燃機関１がリーン燃焼運転を行っている場合に発生する排気中のＮＯｘをトラップする。トラップしたＮＯｘが所定量に達すると、トラップしたＮＯｘをＬＮＴ１１から脱離させ還元することで、ＬＮＴ１１を再生する必要がある。そのために、排気の空気過剰率λを小さくして排気組成をリッチ化するリッチスパイク制御を行う。排気の空気過剰率λは排気の酸素濃度を表す数値である。
【００２９】
ＤＰＦ１２は、内燃機関１の運転により発生する排気中のパティキュレートをトラップする。ＤＰＦ１２のパティキュレートのトラップ量が所定値に達すると、排気温度を上昇させてパティキュレートを燃焼させ、ＤＰＦ１２から除去する。この処理をＤＰＦ１２の再生と称する。ＤＰＦ１２のセラミックあるいは金属製の担体には排気中の炭化水素（ＨＣ）と一酸化炭素（ＣＯ）を酸化する酸化触媒が担持される。
【００３０】
内燃機関１はさらにコンプレッサ１４ａと排気タービン１４ｂを備えたターボチャージャ１４を備える。コンプレッサ１４ａは吸気の流れに関してインタークーラ６の上流側で吸気管５に介装される。排気タービン１４ｂは排気の流れに関してＬＮＴ１１の上流側で排気管８に介装される。排気タービン１４ｂは内燃機関１の排気流により回転し、同軸上に直結されたコンプレッサ１４ａを回転させて、吸気管５の吸気を圧縮し、内燃機関１に吸気を過給する。ターボチャージャ１４の過給圧は過給圧制御アクチュエータ１４ｃによって調整される。
【００３１】
ＬＮＴ１１の再生とＤＰＦ１２の再生はエンジンコントロールユニット１５（以下ＥＣＵ１５と称する）により制御される。
【００３２】
ＥＣＵ１５は中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）  を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラを複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。
【００３３】
ＬＮＴ１１とＤＰＦ１２の再生制御のために、ＥＣＵ１５には各種のセンサが接続される。
【００３４】
ＤＰＦ１２の圧力損失ΔＰ、すなわちＤＰＦ１２の上流と下流の圧力差を検出するために、ＤＰＦ１２をバイパスする差圧検出通路と差圧センサ１３が設けられる。差圧センサ１３が検出したＤＰＦ１２の圧力損失ΔＰは、ＥＣＵ１５に信号入力される。ＥＣＵ１５はＤＰＦ１２の圧力損失ΔＰと再生開始判定値とを比較してＤＰＦ１２の再生を開始するかどうかを判定する。再生を開始すると判定した場合には、ＤＰＦ１２がトラップしたパティキュレートを燃焼させるために、ＥＣＵ１５は内燃機関１の排気温度を上昇させる。排気温度は、燃料インジェクタ４の噴射燃料の噴射タイミングを通常よりも遅らせたり、あるいは、通常の噴射後にさらにポスト噴射を行うことで上昇させることができる。
【００３５】
ＤＰＦ１２の再生処理中、ＥＣＵ１５は、圧力損失ΔＰと再生終了判定値とを比較して再生を終了するかどうかを判定する。再生を終了すると判定した場合は、ＥＣＵ１５はＤＰＦ１２の再生処理を終了する。
【００３６】
ＤＰＦ１２の前後の排気管８には、ＤＰＦ１２の入口温度を検出する排気温度センサ２０と、出口温度を検出する排気温度センサ２１が設けられる。ＬＮＴ１１の上流側の排気管８には、空気過剰率センサ１６と排気温度センサ１８が設けられる。ＬＮＴ１１の下流側の排気管８には、排気温度センサ１９が設けられる。ターボチャージャ１４の排気タービン１４ｂの上流側の排気管には、排気温度センサ１７が設けられる。
【００３７】
空気過剰率センサ１６、排気温度センサ１７，１８，１９，２０，２１の検出データはそれぞれＥＣＵ１５に信号として入力される。
【００３８】
ＥＣＵ１５にはさらに、内燃機関１の運転状態を検出するセンサとして、内燃機関１の吸気流量Ｑａｃを検出するエアフローメータ２２、エンジン回転速度センサ２３、ターボチャージャ１４の排気タービン１４ｂの入口圧力を検出する圧力センサ２４、車両の走行速度ＳＰＤを検出する車速センサ２５、及び外気温ＴＨＡを検出する外気温センサ２６から、それぞれの検出データが信号入力される。
【００３９】
ＥＣＵ１５はコモンレール燃料噴射システム、吸気スロットル７、ＥＧＲ弁１０、及び過給圧制御アクチュエータ１４ｃへの信号出力を通じてＬＮＴ１１とＤＰＦ１２の再生制御を行う。この制御の一環としてＥＣＵ１５は再生制御によるＬＮＴ１１のベッド温度の変化とＤＰＦ１２のベッド温度の変化を予測する。
【００４０】
ＦＩＧ．２を参照して、ＥＣＵ１５によるＬＮＴ１１のベッド温度予測値の算出ロジックを説明する。この算出ロジックによる処理は例えば２０ミリ秒の一定周期で繰り返し実行される。
【００４１】
この算出ロジックに関して、ＥＣＵ１５は、ＬＮＴ入口温度予測演算ブロックＢ３１と、ＬＮＴベッド温度予測演算ブロックＢ３２と、ＤＰＦ入口温度予測演算ブロックＢ３３と、ＤＰＦ入口温度偏差演算ブロックＢ３４と、を備える。ただし、各ブロックはＥＣＵ１５の各機能を、仮想的なユニットとして示したものであり、物理的な存在を意味しない。
【００４２】
ＬＮＴ入口温度予測演算ブロックＢ３１は、内燃機関１の運転状態に応じて変化する、ターボチャージャ１４の排気タービン１４ｂの出口温度Ｔ＿ｔｃｏｕｔを、排気タービン１４ｂの上流側の排気温度センサ１７の温度検出値Ｔ＿ｔｃｉｎとターボチャージャ１４の仕事エネルギとに基づいて予測する。
【００４３】
このため、ＬＮＴ入口温度予測演算ブロックＢ３１には、排気温度センサ１７が検出する排気タービン１４ｂの入口温度Ｔ＿ｔｃｉｎと、エアフロメータ２２が検出する吸気流量Ｑａｃと、エンジン回転速度センサ２３が検出するエンジン回転速度Ｎｅ、燃料インジェクタ４の燃料噴射量Ｑｆｉｎと、ターボノズル開度Ｖｎｄｕｔｙ、及び圧力センサ２４が検出する排気タービン１４ｂの入口圧力Ｐ＿ｔｃｉｎと、が入力される。
【００４４】
燃料噴射量Ｑｆｉｎはコモンレール燃料噴射システムを介してＥＣＵ１５に制御される値であり、ターボノズル開度Ｖｎｄｕｔｙは過給圧制御アクチュエータ１４ｃを介してＥＣＵ１５に制御される値である。したがって、燃料噴射量Ｑｆｉｎとターボノズル開度ＶｎｄｕｔｙはＥＣＵ１５にとって既知の値である。
【００４５】
ＬＮＴ入口温度予測演算ブロックＢ３１でＥＣＵ１５は、排気が排気タービン１４ｂを通過することによる位相遅れｒＱｅｘｈを、排気流量に基づいて計算する。同時に、排気流量とターボ仕事効率とに基づいて、ターボチャージャ１４による仕事エネルギを計算し、排気温度センサ１７の温度検出値Ｔ＿ｔｃｉｎから仕事エネルギに相当する温度を差し引くことで、排気タービン出口温度予測値Ｔ＿ｔｃｏｕｔを算出する。排気流量は吸気流量Ｑａｃから計算される。ターボ仕事効率はターボノズル開度Ｖｎｄｕｔｙから計算される。
【００４６】
ＬＮＴベッド温度予測演算ブロックＢ３２でＥＣＵ１５は、排気タービン出口温度予測値Ｔ＿ｔｃｏｕｔに対する、ＬＮＴベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍ＿ｃｕｒｒｅｎｔを予測する。このために、ＬＮＴベッド温度予測演算ブロックＢ３２には、ポスト噴射量Ｑｐｏｓｔ及び空気過剰率λが入力される。これらのデータはＬＮＴ１１での酸化反応により温度を上昇させる還元剤に関するデータである。
【００４７】
ＬＮＴベッド温度予測演算ブロックＢ３２でＥＣＵ１５は、排気流量に基づいてＬＮＴ１１のベッド温度の位相遅れｒＱｅｘｈを算出する。同時に、位相遅れｒＱｅｘｈを伴う排気タービン出口温度予測値Ｔ＿ｔｃｏｕｔと、ポスト噴射量Ｑｐｏｓｔ及び空気過剰率λによってＬＮＴ１１に生ずる酸化反応熱とから、ＬＮＴ１１の仮ベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍを演算する。  
【００４８】
ＬＮＴベッド温度予測演算ブロックＢ３２には、前回のプロセス実行において算出されたフィードバック補正値ΔＴ＿ｄｅｖ１（ｚ−１）が入力される。ＥＣＵ１５はＬＮＴベッド温度予測演算ブロックＢ３２で、フィードバック補正値ΔＴ＿ｄｅｖ１（ｚ−１）に基づいて、仮ベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍを補正して、高精度のベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍ＿ｃｕｒｒｅｎｔを算出する。  
【００４９】
ＤＰＦ入口温度予測演算ブロックＢ３３でＥＣＵ１５は、予測したＬＮＴ１１の仮ベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍからＤＰＦ入口温度予測値Ｔ＿ＤＰＦｉｎ＿ｓｉｍを算出する。ＬＮＴ１１とＤＰＦ１２とは車両の前後方向に離れた位置で排気管８により連結されているため、排気はＬＮＴ１１出口から排気管８を通ってＤＰＦ１２へ到達するまでに外気により冷却される。この影響を考慮してＤＰＦ入口温度予測値Ｔ＿ＤＰＦｉｎ＿ｓｉｍを算出するために、ＤＰＦ入口温度予測演算ブロックＢ３３には、放熱量に関連するデータとして車速センサ２５が検出した車両速度ＳＰＤと、外気温センサ２６が検出した外気温度ＴＨＡとが入力される。ＥＣＵ１５は、仮ベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍ及びベッド温度の位相遅れｒＱｅｘｈから、放熱量を考慮したＤＰＦ入口温度予測値Ｔ＿ＤＰＦｉｎ＿ｓｉｍを計算する。  
【００５０】
ＤＰＦ入口温度偏差演算ブロックＢ３４でＥＣＵ１５は、ＤＰＦ入口温度予測値Ｔ＿ＤＰＦｉｎ＿ｓｉｍと排気温度センサ２０が検出したＤＰＦ入口温度実測値Ｔ＿ＤＰＦｉｎ＿ｒｅａｌとに基づいて、予測温度と実温度との偏差を計算し、フィードバック補正値ΔＴ＿ｄｅｖ１（ｚ−１）としてＬＮＴベッド温度予測演算ブロックＢ３２に出力する。  
【００５１】
ＬＮＴベッド温度予測演算ブロックＢ３２でＥＣＵ１５は、ＤＰＦ入口温度偏差演算ブロックＢ３４から入力されるフィードバック補正値ΔＴ＿ｄｅｖ１（ｚ−１）に基づいて、仮ベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍを補正して、高い精度のベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍ＿ｃｕｒｒｅｎｔを算出する。仮ベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍは、酸化反応によりベッド温度を上昇させる還元剤に関連するポスト噴射量Ｑｐｏｓｔ及び空気過剰率λに基づいて演算された予測温度値であり、ＬＮＴベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍ＿ｃｕｒｒｅｎｔは、ＤＰＦ入口温度実測値Ｔ＿ＤＰＦｉｎ＿ｒｅａｌに基づくフィードバック補正値ΔＴ＿ｄｅｖ１（ｚ−１）により補正された値である。  
【００５２】
以上のＬＮＴ１１のベッド温度の算出ロジックによりＥＣＵ１５は、ポスト噴射量ＱＰｏｓｔ及び空気過剰率λにより生ずる酸化反応熱と、排気タービン出口温度予測値Ｔ＿ｔｃｏｕｔ及びその位相遅れｒＱｅｘｈと、フィードバック補正値ΔＴ＿ｄｅｖ１（ｚ−１）と、に基づいて補正された高精度のＬＮＴベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍ＿ｃｕｒｒｅｎｔを算出することができる。  
【００５３】
ＦＩＧ．３を参照して、ＥＣＵ１５によるＤＰＦ推定ベッド温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ２の算出ロジックを説明する。このロジックによる処理は例えば２０ミリ秒の一定周期で繰り返し実行される。
【００５４】
この算出ロジックに関して、ＥＣＵ１５は、加重平均ブロックＢ３５及びＢ３６と、乗算ブロックＢ３７と、減算ブロックＢ３８と、加算ブロックＢ３９と、を備える。ただし、各ブロックはＥＣＵ１５の各機能を、仮想的なユニットとして示したものであり、物理的な存在を意味しない。
【００５５】
加重平均ブロックＢ３５でＥＣＵ１５は、排気温度センサ２０が検出したＤＰＦ入口温度Ｔ＿ＤＰＦｉｎから次式（１）でＤＰＦ１２の仮ベッド温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ１を算出する。
【００５６】
Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ１＝Ｔ＿ＤＰＦｉｎ×Ｋ１＋Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ１（ｚ−１）×（１−Ｋ１）      （１）
ただし、Ｋ１＝加重平均係数；
Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ１（ｚ−１）＝前回のプロセス実行において算出された仮ベッド温度。
【００５７】
式（１）ではＤＰＦ入口温度Ｔ＿ＤＰＦｉｎに対して一次遅れで変化する温度を、ＤＰＦ１２の仮ベッド温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ１として算出している。式（１）の中の（ｚ−１）は前回のプロセス実行において得られた値であることを示す。
【００５８】
ＤＰＦ１２は円柱状をなし、排気はＤＰＦ１２の前面から流入し、ＤＰＦ１２内を軸方向に流下して、ＤＰＦ１２の後面から流出する。ＤＰＦ１２の前面に近い部位のベッド温度はＤＰＦ入口温度Ｔ＿ＤＰＦｉｎに近く、ＤＰＦ１２の後面に近い部位のベッド温度はＤＰＦ出口温度Ｔ＿ＤＰＦｏｕｔに近い。そのため、単に「ベッド温度」といっても、実際には所定の温度差がある。ここでは、「ベッド温度」はＤＰＦ１２の前面からＤＰＦ１２の後面までのうち、最も高温となる部位の温度をいう。この部位はＤＰＦ１２の軸方向中央より下流側に位置する。
【００５９】
式（１）の意味するところは次のとおりである。
【００６０】
すなわち、前面から温度Ｔｉｎの排気がＤＰＦ１２に導入された場合に、ＤＰＦ１２のベッド温度はステップ的にＤＰＦ入口温度Ｔ＿ＤＰＦｉｎへと上昇するのではなく、所定の遅れをもって上昇する。具体的には、ＤＰＦ入口温度Ｔ＿ＤＰＦｉｎに対してＤＰＦ１２の前面と最高温度部位とでは、その間のＤＰＦ１２の熱容量に応じた分ベッド温度の上昇に遅れが生じる。式（１）はこの遅れを一次遅れで近似したものであり、最高温度部位の温度特性を物理モデルとして表したものに相当する。式（１）において適合に用いられる加重平均係数Ｋ１はＤＰＦ１２の前面から最高温度部位までのＤＰＦ１２の熱容量に依存して定まる。  
【００６１】
加重平均ブロックＢ３６でＥＣＵ１５は、ＤＰＦ１２の仮ベッド温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ１から次式（２）によりＤＰＦ１２の推定出口温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ１を算出する。
【００６２】
Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ１＝Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ１×Ｋ２＋Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ１（ｚ−１）×（１−Ｋ２）      （２）
ただし、Ｋ２＝加重平均係数；
Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ１（ｚ−１）＝前回のプロセス実行において算出された推定出口温度。
【００６３】
式（２）では仮ベッド温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ１に対して一次遅れで変化する温度をＤＰＦ１２の推定出口温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ１として算出している。仮ベッド温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ１の変化に対してＤＰＦ１２の出口温度は、ＤＰＦ１２の最高温度部位からＤＰＦ１２の後面までの熱容量に応じた分の遅れをもって変化する。式（２）はこの遅れを一次遅れで近似したものであり、ＤＰＦ１２の後面の温度特性を物理モデルとして表したものに相当する。式（２）においても適合に用いられる加重平均係数Ｋ２はＤＰＦ１２の最高温度部位から後面までのＤＰＦ１２の熱容量に依存して定まる。  
【００６４】
乗算ブロックＢ３７でＥＣＵ１５は、次式（３）によりＤＰＦ１２の推定出口温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ２を算出する。
【００６５】
Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ２＝Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ１×Ｋ３      （３）
ただし、Ｋ３＝ＤＰＦ１２の放熱係数。
【００６６】
ＤＰＦ１２の雰囲気温度は外気であるり、ＤＰＦ１２の高温の担体より外気へと放熱が行われる。式（３）はＤＰＦ１２の担体から外気へと奪われる熱の分だけベッド温度が低下する現象を反映している。式（３）の放熱係数Ｋ３は１．０より小さな正の値であり、外気温をパラメータとする可変値である。ＤＰＦ１２のベッドから奪われる熱は外気温が低いほど大きい。したがって、放熱係数Ｋ３は外気温が低いほど小さく設定される。外気温度には、ＤＰＦ入口温度予測演算ブロックＢ３３で用いた外気温度ＴＨＡが使用される。  
【００６７】
減算ブロックＢ８でＥＣＵ１５は、次式（４）により排気温度センサ２１が検出したＤＰＦ１２の出口温度Ｔ＿ＤＰＦｏｕｔから、乗算ブロックＢ３７で計算したＤＰＦ１２の推定出口温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ２を差し引いて温度差ΔＴを算出する。
【００６８】
ΔＴ＝Ｔ＿ＤＰＦｏｕｔ−Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ２      （４）
【００６９】
ＤＰＦ１２にパティキュレートが全く堆積しておらず、かつＤＰＦ１２の担体に酸化触媒を全く担持していなければ、ＤＰＦ１２内でパティキュレートが燃焼することもなく、かつ酸化触媒により排気中のＨＣやＣＯが酸化ないし燃焼することもない。この場合には、ＤＰＦ１２の推定出口温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ２は、排気温度センサ２０により検出される実際のＤＰＦ１２の出口温度Ｔ＿ＤＰＦｏｕｔに一致し、式（４）温度差ΔＴはほぼゼロになるはずである。  
【００７０】
実際には再生処理時にＤＰＦ１２のベッドに堆積しているパティキュレートが燃焼するほか、担体に担持している酸化触媒の触媒反応により排気中のＨＣとＣＯが燃焼する。このため、ＤＰＦ１２のベッドでのパティキュレートの燃焼に伴う第１の温度上昇分ΔＴ１と、排気中のＨＣとＣＯの酸化触媒反応に伴う第２の温度上昇分ΔＴ２とを合計した値ΔＴ＝ΔＴ１＋ΔＴ２を仮ベッド温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ１に加算した値を、推定ベッド温度として再構成する必要がある。  
【００７１】
加算ブロックＢ３９でＥＣＵ１５は、次式（５）により推定ベッド温度としての仮ベッド温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ１に式（４）で得られた温度差ΔＴを加えた値を推定ベッド温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ２として算出する。
【００７２】
Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ２＝Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ１＋ΔＴ      （５）
【００７３】
この計算を行うためには、式（２）の右辺のＴ＿ＤＰＦｂｅｄ１をＴ＿ＤＰＦｂｅｄ２に置き換える必要がある。式（２）は次のように書き換え可能である。
【００７４】
Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ１＝Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ２×Ｋ２＋Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ１（ｚ−１）×（１−Ｋ２）…（２Ａ）
ただし、Ｋ２＝加重平均係数；
Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ１（ｚ−１）＝前回のプロセス実行において算出された推定出口温度。Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ１。
【００７５】
このように、ＤＰＦ１２の出口温度Ｔ＿ＤＰＦｏｕｔとＤＰＦ１２の推定出口温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ２との差温ΔＴを算出し、差温ΔＴを推定ベッド温度にフィードバックすることで、推定ベッド温度の算出に多大なデータ容量をとることなく推定ベッド温度を精度よく算出することが可能になる。また、ＤＰＦ１２再生処理時の異常な高温による触媒の劣化やＤＰＦ１２の溶損を回避することが可能になる。  
【００７６】
このようにして得られた推定ベッド温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ２は、ベッド最高温度を表す。ＤＰＦ１２の再生処理に際しては、ＥＣＵ１５は推定ベッド温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ２とＤＰＦ限界温度とを比較する。推定ベッド温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ２がＤＰＦ限界温度を超える場合には、ＥＣＵ１５は例えば次の方法でベッド温度を低下させる。すなわち、ベッドでの燃焼温度は排気中の酸素濃度に依存し、パティキュレート堆積量が同じであれば酸素濃度が低い場合より酸素濃度が高い場合のほうが燃焼温度は高くなる。そこで、推定ベッド温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ２がＤＰＦ限界温度を超える場合にはＥＣＵ１５は排気中の酸素濃度を低下させる。  
【００７７】
排気中の酸素濃度を低下させるには吸入空気量を減らすか燃料噴射量を増やせば良い。吸入空気量を減らすには、吸気スロットル７の開度を減少させるか、ターボチャージャ１４のノズルの開度を大きすれば良い。あるいは、ＥＧＲ弁１０の開度を増してＥＧＲ率やＥＧＲ量を増加させても良い。  
【００７８】
仮ベッド温度予測値Ｔ＿ＤＰＥｂｅｄ１は、酸化反応によりベッド温度を上昇させる還元剤に関連するポスト噴射量Ｑｐｏｓｔ及び空気過剰率λに基づき、ＤＰＦ１２が新品であることを前提に算出される予測温度値である。ベッド温度予測値Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ２は、排気温度センサ２１が検出する実排気実温度に基づくフィードバック補正値ΔＴで補正した高精度のＤＰＦ１２のベッド温度予測値である。  
【００７９】
新品状態のＤＰＦ１２の供用開始時のような触媒の高活性状態では、予測温度値と実温度値との偏差はほとんど無い。一方、使用時間とともにＤＰＦ１２の劣化が進むと、リッチスパイク制御時のＤＰＦ１２のベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦが徐々に小さくなり、予測温度値と実温度値との偏差は大きくなる。  
【００８０】
仮ベッド温度予測値Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ１とフィードバック補正されたベッド温度予測値Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄ２との温度偏差が小さい場合には、ＤＰＦ１２の劣化は少なく、温度偏差が大きい場合には、ＤＰＦ１２の劣化が進んでいると判定することができる。また、所定のリッチスパイク制御におけるＤＰＦ１２のベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦに基づいて、ＤＰＦ１２の劣化を判定することもできる。  
【００８１】
次に、ＥＣＵ１５が行うリッチスパイク制御について説明する。  
【００８２】
ＬＮＴ１１にトラップされたＮＯｘを浄化するため、ＥＣＵ１５吸気スロットル７を操作して、予めＲＯＭに格納された初期目標空気過剰率ｔλ１まで、内燃機関１内で燃焼する混合気をリッチ化させた後に、燃料インジェクタ４によるポスト噴射を行って最終目標空気過剰率ｔλ２へと排気の空気過剰率を制御する。初期目標空気過剰率ｔλ１を吸気スロットル７の操作のみで実現すべき目標空気過剰率と称し、最終目標空気過剰率ｔλ２を吸気スロットル７の操作と燃料インジェクタ４の燃料噴射制御により実現すべき目標空気過剰率と称する。
【００８３】
このようなリッチスパイク操作を行った場合、リッチスパイク実行中に内燃機関１の運転条件が変化することで、最終目標空気過剰率ｔλ２が同じであってもＬＮＴ１１やＤＰＦ１２の温度上昇に差異を生じる場合がある。また、最終目標空気過剰率ｔλ２が同じであっても、最終目標空気過剰率ｔλ２を達成するための吸気スロットル７とポスト噴射との制御割合が異なれば、ＬＮＴ１１やＤＰＦ１２の温度上昇に差異を生じる可能性もある。リッチスパイクの実行後にＬＮＴ１１やＤＰＦ１２が上限温度を超えると、ＬＮＴ１１のＮＯｘ浄化効率が落ちたり、ＤＰＦ１２の劣化を招く可能性がある。  
【００８４】
ＥＣＵ１５は、リッチスパイク中のＬＮＴ１１やＤＰＦ１２の温度が上限温度を超えないように、リッチスパイク実行中の運転条件変化や、吸気スロットル７とポスト噴射との制御割合の変化をモニタし、リッチスパイクの実行を継続した場合のＬＮＴ１１とＤＰＦ１２の温度上昇度を逐次計算する。ＥＣＵ１５は計算した温度上昇度に基づき、ＬＮＴ１１とＤＰＦ１２の温度が上限温度を超えないようにリッチスパイク制御に変更を加える。
【００８５】
ＥＣＵ１５が実行するリッチスパイク制御において、吸気スロットル７の操作のみで達成されるべき初期目標空気過剰率ｔλ１と、吸気スロットル７の操作とポスト噴射で達成されるべき最終目標空気過剰率ｔλ２は、いずれもＬＮＴ１１やＤＰＦ１２の劣化度合に応じて次のように設定される。
【００８６】
ＬＮＴ１１の劣化度合はＬＮＴベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍ＿ｃｕｒｒｅｎｔの変化の様相に影響を与える。ここで、ＬＮＴベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍ＿ｃｕｒｒｅｎｔについて、非リッチスパイク制御時の値とリッチスパイク時の値との差異をＬＮＴベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴとする。
【００８７】
新品状態のＬＮＴ１１の供用開始時のような触媒の高活性状態では、ＬＮＴベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴは大きく、ＬＮＴ１１が劣化するにつれてＬＮＴベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴは小さくなる。リッチスパイク制御によるＬＮＴベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴは、したがって、ＬＮＴ１１の劣化度合を表すパラメータと見なすことができる。
【００８８】
同様に、ＤＰＦ１２についても、リッチスパイク制御によるＤＰＦベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦをＤＰＦ１２の劣化度合を表すパラメータと見なすことができる。
【００８９】
ＦＩＧ．４を参照すると、ＥＣＵ１５のＲＯＭにあらかじめ格納された初期目標空気過剰率ｔλ１と最終目標空気過剰率ｔλ２のマップは、ＬＮＴベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ及びＤＰＦベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦとをパラメータとして設定される。
【００９０】
一般に、吸気スロットル７を絞ると、内燃機関１のポンプロスが増加し、内燃機関１の出力低下に繋がる。出力低下を補うべく燃料噴射量Ｑｆｉｎを増量すると、排気温度が上昇する。ポスト噴射は燃焼に寄与しない燃料をメイン噴射の後に噴射するものである。ポスト噴射により、排気温度は低下の傾向を示す。
【００９１】
ＬＮＴ１１およびＤＰＦ１２のいずれの劣化度も低い場合、すなわちＬＮＴベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ及びＤＰＦベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦがともに高い図の右上の領域では、いずれの触媒の温度も上昇しやすい。この場合にＥＣＵ１５は、初期目標空気過剰率ｔλ１を１．２とリッチ化度λｒｉｃｈをリーン傾向に保つ一方、ポスト噴射量Ｑｐｏｓｔを大きく設定することで最終目標空気過剰率ｔλ２を０．８として、ＬＮＴ１１およびＤＰＦ１２の温度上昇を抑制する。なお、リッチ化度λｒｉｃｈというのは、ディーゼルエンジンの通常の空気過剰率に対するリッチ度合いをいう。空気過剰率１．２は通常運転における空気過剰率よりリッチであるが、リッチスパイクにおけるリッチ化度λｒｉｃｈとしてはリーンに属する。
【００９２】
ＬＮＴ１１の劣化度が高く、ＤＰＦ１２の劣化度が低い場合、すなわちＬＮＴベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴが小さく、ＤＰＦベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦが大きい図の左上の領域では、ＬＮＴ１１の温度は上昇しにくく、ＤＰＦ１２の温度は上昇しやすい。この場合にＥＣＵ１５は、初期目標空気過剰率ｔλ１を１．２とリッチ化度λｒｉｃｈをリーン傾向に保ち、ポスト噴射量Ｑｐｏｓｔを中程度に設定することで最終目標空気過剰率ｔλ２を０．９とする。ＬＮＴ１１の劣化に対処すべく、リッチスパイクの最終目標空気過剰率ｔλ２のリッチ度λｒｉｃｈを若干下げることで劣化度の高いＬＮＴ１１の温度上昇を促進するのである。
【００９３】
ＬＮＴ１１の劣化度が低く、ＤＰＦ１２の劣化度が高い場合、すなわちＬＮＴベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴが大きく、ＤＰＦ  ベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦが小さい図の右下の領域では、ＬＮＴ１１の温度は上昇しやすく、ＤＰＦ１２の温度は上昇しにくい。この場合にＥＣＵ１５は、期目標空気過剰率ｔλ１を１．０とリッチ化度λｒｉｃｈをリッチとし、ポスト噴射量Ｑｐｏｓｔを中程度に設定することで最終目標空気過剰率ｔλ２を０．８とする。ポスト噴射量Ｑｐｏｓｔを中程度に抑え、初期目標空気過剰率ｔλ１を理論空燃比相当とすることで、劣化度の高いＤＰＦ１２の温度上昇を促進するのである。
【００９４】
ＬＮＴ１１の劣化度が低く、ＤＰＦ１２の劣化度も低い場合、すなわちＬＮＴベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴが小さく、ＤＰＦ  ベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦも小さい図の左下の領域では、ＬＮＴ１１とＤＰＦ１２の温度はともに上昇しにくい。この場合にＥＣＵ１５は、初期目標空気過剰率ｔλ１を１．０とリッチ化度λｒｉｃｈをリッチとし、ポスト噴射量Ｑｐｏｓｔを小量とすることで、最終目標空気過剰率ｔλ２を０．９とする。ＬＮＴ１１およびＤＰＦ１２のいずれの劣化度も低い図の右上の領域と比べて、吸気スロットル７を絞ることでリッチ化度λｒｉｃｈをリッチとし、かつポスト噴射Ｑｐｏｓｔを小さくすることで、ＬＮＴ１１及びＤＰＦ１２の温度上昇を促進するのである。  
【００９５】
ＦＩＧ．４に示すマップは、このリッチスパイク制御によって上昇するＬＮＴ１１の温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴとＤＰＦ１２の温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦを、触媒の劣化度を判定するパラメータとしている。ＥＣＵ１５は初期目標空気過剰率ｔλ１と最終目標空気過剰率ｔλ２とをこれらパラメータに応じて決定し、初期目標空気過剰率ｔλ１と最終目標空気過剰率ｔλ２が達成されるようなリッチスパイクを行う。  
【００９６】
この制御により、触媒の劣化による影響を排除して、ＬＮＴ１１とＤＰＦ１２の再生のための温度上昇操作を安定的に行うことができる。
【００９７】
ＦＩＧ．７を参照して、以上の制御に関連して、ＥＣＵ１５が実行するリッチスパイク制御ルーチンを説明する。このルーチンは内燃機関１の運転中に例えば２０ミリ秒の一定周期で繰り返し実行される。
【００９８】
ここでは、ＥＣＵ１５は、吸気スロットル７の操作のみで実現すべき初期目標空気過剰率ｔλ１と、吸気スロットル７の操作とポスト噴射で実現すべき最終目標空気過剰率ｔλ２とを適用してリッチスパイクを行った場合に、ＬＮＴ１１やＤＰＦ１２がどの程度温度が上昇するかを予測する。初期目標空気過剰率ｔλ１と最終目標空気過剰率ｔλ２はＬＮＴ１１とＤＰＦ１２の劣化度合に応じて決定される値である。
【００９９】
具体的には、ＥＣＵ１５はＬＮＴ１１が高い浄化特性を維持しうる上限温度に対し、どの程度の温度上昇が可能であるかの温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴをリッチスパイク中に計算する。ＥＣＵ１５はＬＮＴ１１の温度上昇が余裕代ΔＴ＿ＬＮＴの範囲に留まるよう、リッチスパイクの制御パラメータの値を変更する。例えば、最終目標空気過剰率ｔλ２の値は変更せずに初期目標空気過剰率ｔλ１の値を変更することで、吸気スロットル７とポスト噴射制御割合を変更する。  
【０１００】
ステップＳ１でＥＣＵ１５は、ＬＮＴベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍ＿ｃｕｒｒｅｎｔ、ＤＰＦ入口温度Ｔ＿ＤＰＦｉｎ＿ｒｅａｌ、及びＤＰＦ出口温度Ｔ＿ＤＰＦｏｕｔ＿ｒｅａｌを読み込む。
【０１０１】
ＬＮＴベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍ＿ｃｕｒｒｅｎｔはＦＩＧ．２のＬＮＴ１１のベッド温度予測値の算出ロジックにより算出された値である。
【０１０２】
ＤＰＦ入口温度Ｔ＿ＤＰＦｉｎ＿ｒｅａｌ、及びＤＰＦ出口温度Ｔ＿ＤＰＦｏｕｔ＿ｒｅａｌには、排気温度センサ２０と２１の検出データが用いられる。
【０１０３】
ステップＳ２でＥＣＵ１５は、ＬＮＴ１１の高い浄化特性を維持しうるＬＮＴ１１のベッド上限温度Ｔ＿ＬＮＴＵｌｉｍｉｔとＬＮＴベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍ＿ｃｕｒｒｅｎｔとの温度差に基づき、ＬＮＴ１１のベッド温度の上昇可能な温度幅、すなわち、ＬＮＴ１１が高い浄化特性を維持できるＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐを計算する。
【０１０４】
ＦＩＧ．１０を参照すると、ＬＮＴ１１は、ベッド温度が下限温度Ｔ＿ＬＮＴＬｌｉｍｉｔから上昇するにつれてＮＯｘ浄化率ηＮＯｘを上昇させ、特定の温度で最大のＮＯｘ浄化率を示す。ベッド温度が特定温度を超過するとベッド温度が上昇するにつれてＮＯｘ浄化率は徐々に低下し、上限温度Ｔ＿ＬＮＴＵｌｉｍｉｔを超えると浄化率は許容範囲を下回る。
【０１０５】
ＬＮＴ１１のＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐは、上限温度Ｔ＿ＬＮＴＵｌｉｍｉｔから現在のＬＮＴベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍ＿ｃｕｒｒｅｎｔを差し引いた温度である。すなわち式（６）で表される。
【０１０６】
ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐ＝Ｔ＿ＬＮＴＵｌｉｍｉｔ−Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍ＿ｃｕｒｒｅｎｔ      （６）
【０１０７】
ステップＳ３でＥＣＵ１５は、リッチスパイク条件の基本値を読み込む。リッチスパイク条件の基本値は、ＦＩＧ．４に特性を示す初期目標空気過剰率ｔλ１及び最終目標空気過剰率ｔλ２のマップと、ＦＩＧ．５に特性を示すポスト噴射量Ｑｐｏｓｔに応じたＬＮＴ１１のポスト補正係数基本値Ｋｈｏｓ２＿ｂａｓｅのマップと、ＦＩＧ．６に特性を示す基準リッチスパイク時間Ｔｉｍｅ＿ｂａｓｅのマップを参照して求められる。これらのマップはあらかじめＥＣＵ１５のＲＯＭに格納される。
【０１０８】
ＬＮＴ１１の温度上昇度は、リッチスパイク制御時の最終目標空気過剰率ｔλ２と、最終目標空気過剰率ｔλ２を実現するためのリッチスパイク制御における吸気スロットル７とポスト噴射量の制御割合を示すポスト補正係数基本値Ｋｈｏｓ２＿ｂａｓｅと、基準リッチスパイク時間Ｔｉｍｅ＿ｂａｓｅとから求めることができる。  
【０１０９】
ＬＮＴ１１の温度上昇度は吸気スロットル７とポスト噴射量の制御割合に応じて異なる。この制御割合を表すポスト補正係数基本値Ｋｈｏｓ２＿ｂａｓｅは次の理由で用いられる。
【０１１０】
ＥＣＵ１５はリッチスパイク制御時の最終目標空気過剰率ｔλ２から基準のＬＮＴ１１の温度上昇度を求める。基準のＬＮＴ１１の温度上昇度は吸気スロットル７単独でリッチスパイク制御を行った場合の温度上昇度に相当する。吸気スロットル７とポスト噴射を併用する場合には、ポスト噴射の割合に応じて基準のＬＮＴ１１の温度上昇度を補正して温度上昇度を求める。
【０１１１】
再びＦＩＧ．４を参照すると、初期目標空気過剰率ｔλ１及び最終目標空気過剰率ｔλ２のマップは、ＬＮＴ１１のベッド温度上昇値及びＤＰＦ１２のベッド温度上昇値がこれらの触媒の劣化度に影響されることなくほぼ一定となるように設定されている。  
【０１１２】
ＥＣＵ１５は、一回のリッチスパイク制御で上昇するＬＮＴベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴとＤＰＦベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦに応じたリッチスパイク制御において、吸気スロットル７の操作のみで実現すべき目標空気過剰率基本値ｔλ１と、吸気スロットル７の操作とポスト噴射で実現すべき最終目標空気過剰率基本値ｔλ２とをＦＩＧ．４に示す特性のマップを参照して求める。  
【０１１３】
ＥＣＵ１５は、またＦＩＧ．５に示す特性のマップを参照してポスト噴射量に応じたＬＮＴ温度のポスト補正係数基本値Ｋｈｏｓ２＿ｂａｓｅを求める。このマップは、ＦＩＧ．４のマップで設定されたポスト噴射量基本値に応じて、ポスト噴射量が大の場合にはポスト補正係数基本値Ｋｈｏｓ２＿ｂａｓｅに小さな値を与え、ポスト噴射量が大から中、中から小へと減少するにつれて増大する値を与えるようにあらかじめ設定される。
【０１１４】
ＥＣＵ１５は、ＦＩＧ．６に示す特性のマップを参照して、一回のリッチスパイク制御によって上昇するＬＮＴベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴとＤＰＦベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦとから、基準リッチスパイク時間Ｔｉｍｅ＿ｂａｓｅを求める。
【０１１５】
マップにおいて、基準リッチスパイク時間Ｔｉｍｅ＿ｂａｓｅは、リッチスパイク制御を実行したことで上昇するＬＮＴベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴとＤＰＦベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦとともに変化するようあらかじめ設定されている。すなわち、ＬＮＴベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴとＤＰＦ  ベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦがともに大きい場合は、基準リッチスパイク時間Ｔｉｍｅ＿ｂａｓｅは大きな値となり、ＬＮＴベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴとＤＰＦ  ベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦがともに小さい場合は、基準リッチスパイク時間Ｔｉｍｅ＿ｂａｓｅは小さな値となるように設定される。  
【０１１６】
ステップＳ４でＥＣＵ１５は、現在の空気過剰率とリッチスパイク制御時の最終目標空気過剰率ｔλ２との差、すなわち、空気過剰率の変化量を計算する。空気過剰率実側値λ＿ｃｕｒｒｅｎｔから吸気スロットル７とポスト噴射による最終目標空気過剰率ｔλ２を差し引くことで、空気過剰率変化量Δλを演算する。  
【０１１７】
ステップＳ５でＥＣＵ１５は、ステップＳ３及びステップＳ４で求めたリッチスパイク条件における、ＬＮＴ１１の基準温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅ、運転状態を考慮したＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１、及び、ポスト噴射を考慮したポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２を、ＦＩＧ．８に示すサブルーチンとＦＩＧ．９に示すサブルーチンとを順次実行することで算出する。  
【０１１８】
ＦＩＧ．８を参照すると、ＥＣＵ１５はステップＳ５１でステップＳ４で求めた空気過剰率変化量Δλ、内燃機関１の回転速度Ｎｅ、燃料インジェクタ４の燃料噴射量Ｑｆｉｎを読み込む。
【０１１９】
ステップＳ５２でＥＣＵ１５は、ＬＮＴ基準温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅ、内燃機関１の運転条件による補正係数Ｋｈｏｓ１、及び、ＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１を下記の方法でそれぞれ設定する。  
【０１２０】
ＬＮＴ基準温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅは、ステップＳ４で求めた空気過剰率変化量Δλから、ＦＩＧ．１１  に示す特性のあらかじめＲＯＭに格納されたマップを参照して求められる。
【０１２１】
ＦＩＧ．１１を参照すると、ステップＳ３で求めた基準リッチスパイク時間Ｔｉｍｅ＿ｂａｓｅに渡って、空気過剰率変化量Δλを吸気スロットル７の操作のみで実現し、リッチスパイクを実施した場合のＬＮＴ基準温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅは、空気過剰率変化量Δλをパラメータとして求めることができる。このマップはあらかじめ実験により設定され、ＥＣＵ１５のＲＯＭに格納される。
【０１２２】
ＥＣＵ１５は、マップを参照して空気過剰率変化量ΔλからＬＮＴ基準温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅを求める。
【０１２３】
次にＥＣＵ１５は、ＦＩＧ．１２に示す特性のあらかじめＲＯＭに格納されたマップを参照して、内燃機関１の運転条件からＬＮＴ基準温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅを補正する運転条件補正係数Ｋｈｏｓ１を求める。ここでは、内燃機関１の運転条件として内燃機関１の回転速度Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆｉｎを用いる。マップにおいて、運転条件補正係数Ｋｈｏｓ１は燃料噴射量Ｑｆｉｎに特に依存し、燃料噴射量Ｑｆｉｎが多い高負荷時に大きな値を与えられ、燃料噴射量Ｑｆｉｎが少ない部分負荷時に小さな値を与えられるようあらかじめ設定される。  
【０１２４】
次にＥＣＵ１５は、ＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１を計算する。
【０１２５】
ＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１は、ＬＮＴ基準温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅと内燃機関１の運転条件による運転条件補正係数Ｋｈｏｓ１とから次式（７）により算出する。
【０１２６】
ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１＝ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅ×Ｋｈｏｓ１      （７）
【０１２７】
ＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１は、リッチスパイク時の運転条件により変化するＬＮＴ１１の温度上昇度を考慮した値である。
【０１２８】
ステップＳ５２の処理の後、ＥＣＵ１５はサブルーチンを終了する。
【０１２９】
次にＥＣＵ１５は、ＦＩＧ．９に示すサブルーチンを実行して、ポスト噴射を考慮したポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２を計算する。
【０１３０】
ポスト噴射は燃焼に寄与しない燃料をメイン噴射の後に噴射するものである。ＬＮＴ１１の温度が所定のポスト許可触媒温度Ｔ＿ｐｏｓｔ以下の場合は、ポスト噴射を行っても噴射燃料が充分にガス化されず、ＬＮＴ１１による排気中のＨＣ及びＣＯの浄化率は低下してしまう。
【０１３１】
そのため、ポスト噴射はＬＮＴ１１の温度が所定のポスト噴射許可触媒温度Ｔ＿ｐｏｓｔ以上である場合に限って許可される。ＥＣＵ１５はＦＩＧ．１３に示す特性のあらかじめＲＯＭに格納されたＦＩＧ．１３に示す特性のマップを参照して、ポスト噴射許可触媒温度Ｔ＿ｐｏｓｔを求める。このマップにおいて、ポスト噴射許可触媒温度Ｔ＿ｐｏｓｔは、未燃状態の液状ＨＣがＬＮＴ１１に供給された場合でも酸化反応が実現できる温度に設定されている。ポスト噴射許可触媒温度Ｔ＿ｐｏｓｔはＦＩＧ．１０に示されたＬＮＴ１１の下限温度Ｔ＿ＬＮＴＬｌｉｍｉｔよりも高く設定される。  
【０１３２】
ＦＩＧ．９を参照すると、ステップＳ５３でＥＣＵ１５はＬＮＴベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍ＿ｃｕｒｒｅｎｔを読み込む。
【０１３３】
ステップＳ５４でＥＣＵ１５はＬＮＴベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍ＿ｃｕｒｒｅｎｔがポスト許可触媒温度Ｔ＿ｐｏｓｔ以上であるかどうかを判定する。
【０１３４】
ステップＳ５４の判定が否定的な場合には、ＥＣＵ１５はポスト噴射を実行せず、吸気スロットル７の操作のみで目標空気過剰率ｔλ２を実現すべく、ステップＳ５６でＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１を、ＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２に設定する。
【０１３５】
具体的には、ＬＮＴベッド温度補正係数Ｋｈｏｓ２を１に設定し、吸気スロットル７が実現すべき目標空気過剰率ｔλ１を吸気スロットル７とポスト噴射による目標空気過剰率ｔλ２に等しく設定する。これは、吸気スロットル７の操作のみで目標空気過剰率ｔλ２を達成することを意味する。ＥＣＵ１５は、次式（８）によりＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２を求める
【０１３６】
ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２＝ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１      （８）
【０１３７】
この場合には、ＬＮＴ１１の温度が充分低いため、目標空気過剰率ｔλ２が達成されるように吸気スロットル７のみを制御しても、ＬＮＴ１１のベッド温度が上限値を超える可能性は低い。  
【０１３８】
一方、ステップＳ５４の判定が肯定的な場合には、ＥＣＵ１５はステップＳ５５でＬＮＴＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１にポスト噴射量に応じた補正を加えることで、ＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２を設定する。
【０１３９】
具体的に説明すると、ＬＮＴベッド温度予測値Ｔ＿ＬＮＴｂｅｄ＿ｓｉｍ＿ｃｕｒｒｅｎｔが、ポスト噴射許可触媒温度Ｔ＿ｐｏｓｔ以上である場合には、ＦＩＧＳ．４と５のマップを用いたポスト噴射が実行される。この場合には、ＥＣＵ１５は、基準ポスト噴射量に応じてＬＮＴ温度補正値Ｋｈｏｓ２＿ｂａｓｅをＬＮＴベッド温度のポスト補正係数Ｋｈｏｓ２に設定する。
【０１４０】
ＥＣＵ１５は、次式（９）によりＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１にＬＮＴベッド温度のポスト補正係数Ｋｈｏｓ２を乗じてＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２を求める。
【０１４１】
ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２＝ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１×Ｋｈｏｓ２      （９）
【０１４２】
ステップＳ５５またはステップＳ５６の処理の後、ＥＣＵ１５はサブルーチンを終了する。
【０１４３】
再びＦＩＧ．７を参照すると、ステップＳ６でＥＣＵ１５はリッチスパイク制御の開始フラグＲＳ＿ｆｒｇがゼロかどうかを判定する。
【０１４４】
リッチスパイク制御の開始フラグＲＳ＿ｆｒｇがゼロの場合には、ＥＣＵ１５はステップＳ８の処理を行う。リッチスパイク制御の開始フラグＲＳ＿ｆｒｇがゼロでない場合には、ＥＣＵ１５はステップＳ７で、ＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１、及び、ＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２を再計算する。
【０１４５】
ステップＳ７の再計算は、ＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２がＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐ以上の場合に、ＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２がＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐより低くなるようにするために実行される。したがって、ＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２がＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐより低い場合には、ＥＣＵ１５はステップＳ７の処理をスキップして、ステップＳ８の処理へと進む。
【０１４６】
この再計算においては、吸気スロットル７の操作のみで実現すべき目標空気過剰率ｔλ１と、吸気スロットル７の操作とポスト噴射により実現すべき目標空気過剰率ｔλ２には変更を加えずに、リッチスパイク時間を短縮する。  
【０１４７】
ＦＩＧ．６を再び参照すると、基準リッチスパイク時間Ｔｉｍｅ＿ｂａｓｅのマップでは、一回のリッチスパイク制御によるＬＮＴ１１のベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴとＤＰＦ１２のベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦに応じて、基準リッチスパイク時間Ｔｉｍｅ＿ｂａｓｅが設定されている。すなわち、基準リッチスパイク時間Ｔｉｍｅ＿ｂａｓｅは、ＬＮＴ１１のベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴとＤＰＦ１２のベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦとがともに大きい場合は大きな値に設定され、これらの上昇値がともに小さい場合は小さな値に設定される。
【０１４８】
ＥＣＵ１５はＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２がＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐ以上の場合には、基準リッチスパイク時間Ｔｉｍｅ＿ｂａｓｅより、所定時間、例えば１秒短縮したリッチスパイク時間Ｔｉｍｅｈｏｓを設定し、リッチスパイク時間Ｔｉｍｅｈｏｓに対応するＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１、とポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２を計算する。
【０１４９】
ＦＩＧ．１１を参照すると、同一の空気過剰率変化量Δλ＝λ＿ｃｕｒｒｅｎｔ−ｔλ２のもとでリッチスパイク時間Ｔｉｍｅｈｏｓを１秒短縮すると、ＬＮＴ基準温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅは図の実線から破線に示すように低下する。ＥＣＵ１５は、図の破線に従って、ステップＳ４で求めた空気過剰率変化量ΔλからＬＮＴ基準温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅを求める。
【０１５０】
ＥＣＵ１５は前述の補正係数Ｋｈｏｓ１をＬＮＴ基準温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅに乗じた値をＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１に再設定する。さらに、前述のポスト補正係数Ｋｈｏｓ２を再設定したＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１に乗じた値をＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２に再設定する。
【０１５１】
ＥＣＵ１５はこのようにしてＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２がＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐより低くなるまで、リッチスパイク時間Ｔｉｍｅｈｏｓを１秒ずつ短縮しながら、ＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２の再設定を繰り返す。ＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２がＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐより低くなると、ＥＣＵ１５はステップＳ７の処理を終了し、ステップＳ８の処理を行う。
【０１５２】
ステップＳ８でＥＣＵ１５は、ＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２がＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐより低いかどうかを判定する。ステップＳ７の直後にステップＳ８の処理が行われる場合には、この判定は肯定的となる。ステップＳ８の判定が否定的な場合、すなわちＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２がＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐ以上の場合には、ＥＣＵ１５はリッチスパイク操作を行うことなくルーチンを終了する。
【０１５３】
ステップＳ８の判定が肯定的な場合は、ＥＣＵ１５はステップＳ９でリッチスパイクカウンタＣＯＵＮＴＥＲｎがあらかじめ設定したリッチスパイク時間Ｔｉｍｅｈｏｓまたは基準リッチスパイク時間Ｔｉｍｅ＿ｂａｓｅを超えたかどうかを判定する。リッチスパイクカウンタＣＯＵＮＴＥＲｎの比較対象はステップＳ７の処理を経験している場合はリッチスパイク時間Ｔｉｍｅｈｏｓであり、ステップＳ７の処理を経験していない場合は基準リッチスパイク時間Ｔｉｍｅ＿ｂａｓｅである。判定が否定的な場合は、ＥＣＵ１５はステップＳ１０−Ｓ１２の処理を行う。
【０１５４】
ステップＳ１０でＥＣＵ１５はリッチスパイク制御を実行する。
【０１５５】
ステップＳ１１でＥＣＵ１５はリッチスパイク制御の開始フラグＲＳ＿ｆｒｇを１に設定する。
【０１５６】
ステップＳ１２でＥＣＵ１５は、リッチスパイクカウンタＣＯＵＮＴＥＲｎをインクリメントする。ステップＳ１２の処理の後、ＥＣＵ１５はルーチンを終了する。
【０１５７】
ステップＳ１０−Ｓ１２のリッチスパイク実行では、空気過剰率をＬＮＴ１１からＮＯｘが脱離する脱離範囲中に吸気スロットル７の操作で実現すべき初期目標空気過剰率ｔλ１まで下げて、空気過剰率をリッチ化する第１のリッチ化プロセスと、第１のリッチ化によって脱離したＮＯｘの還元を行うために、初期目標空気過剰率ｔλ１より小さな最終目標空気過剰率ｔλ２へと空気過剰率をリッチ化する、ポスト噴射による第２のリッチ化プロセスとを行う。
【０１５８】
ＬＮＴ１１の再生要求が発生した場合に、ＥＣＵ１５はまず第１のリッチ化プロセスを実行し、第１のリッチ化プロセスによって空気過剰率が第１の目標空気過剰率ｔλ１に移行したと判断するまで、第２のリッチ化プロセスの実行を禁止する。ＥＣＵ１５は初期目標空気過剰率ｔλ１を達成したと判断した場合には、第２のリッチ化を実行する。
【０１５９】
ステップＳ８の判定が肯定的な場合は、ＥＣＵ１５はステップＳ１３とＳ１４の処理を行う。これはリッチスパイク操作のプロセスに相当する。
【０１６０】
ステップＳ１３でＥＣＵ１５はリッチスパイク制御の開始フラグＲＳ＿ｆｒｇをゼロにリセットする。
【０１６１】
ステップＳ１４でＥＣＵ１５はリッチスパイクカウンタＣＯＵＮＴＥＲｎをリセットする。ステップＳ１４の処理の後、ＥＣＵ１５はルーチンを終了する。
【０１６２】
ＬＮＴ１１は、一般に空気過剰率λが所定の値となった時点からＮＯｘの脱離を始める。例えば内燃機関１の膨張ストロークで燃料インジェクタ４がポスト噴射を行うリッチスパイク制御により、空気過剰率λを直ちにリッチ化する場合、ＬＮＴ１１からＮＯｘが十分に脱離する前に過剰の還元剤が供給される可能性がある。その場合、供給された還元剤の一部はＮＯｘの脱離のために用いられるが、その他の還元剤はＮＯｘの再生には用いられずに、外気へと排出されてしまうので、排気中のＨＣが増加する懸念がある。  
【０１６３】
一方、吸気スロットル７の操作で吸気を絞ることで空気過剰率λをリッチ化する場合には、空気過剰率が小さくなるにつれ、スモークが増加する懸念がある。  
【０１６４】
この排気浄化装置によれば、ＬＮＴ１１に再生要求が発生した場合に、まず吸気スロットル７の操作で過剰率λをリッチ化し、空気過剰率λが初期目標空気過剰率ｔλ１に達するまでは、燃料のポスト噴射による空気過剰率λのリッチ化を行わない。そして、初期目標空気過剰率ｔλ１が達成された後に、燃料のポスト噴射を行う。第１のリッチ化によってＬＮＴ１１からＮＯｘが脱離する状態まで空気過剰率λをリッチ化し、その後に燃料のポスト噴射により空気過剰率λを初期目標空気過剰率ｔλ１よりリッチな最終目標空気過剰率ｔλ２へと制御する。したがって、ＮＯｘの脱離と、脱離したＮＯｘの還元とを効率よく行うことができ、排気性能を悪化させずにリッチスパイク制御を行うことができる。  
【０１６５】
また、この排気浄化装置以リッチスパイク制御ルーチン実行により、リッチスパイク実行時のＬＮＴ１１のベッド温度が、上限温度Ｔ＿ＬＮＴＵｌｉｍｉｔを超えて上昇するのを抑制する。ルーチンの中で計算されるポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２には、内燃機関１の運転条件による補正係数Ｋｈｏｓ１を含むＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１の値が反映されている。したがって、リッチスパイク開始直後に燃料噴射量など内燃機関１の運転条件が急変した場合においても、リッチスパイク実行中にＬＮＴ１１のベッド温度の上昇値を精度良く計算することができる。結果として、ＬＮＴ１１の浄化率ηＮＯｘの低下を抑え、ＬＮＴ１１を通過して排気管８から外気中に放出されるＮＯｘ量を減らすことができる。
【０１６６】
次に、ステップＳ７で行われる、ＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１とＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２の再計算に関する、この発明の第２の実施形態を説明する。
【０１６７】
この実施形態においては、リッチスパイクにおいて、ＥＣＵ１５が初期目標空気過剰率ｔλ１と最終目標空気過剰率ｔλ２の少なくとも一方を修正することで、ＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１とＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２とを再設定する。
【０１６８】
ＥＣＵ１５は例えば、吸気スロットル７とポスト噴射の操作で実現すべき最終目標空気過剰率ｔλ２及びリッチスパイク時間Ｔｉｍｅｈｏｓを変更することなく、ポスト噴射量を最大値に再設定する。ポスト噴射量の増量により、吸気スロットル７による初期目標空気過剰率ｔλ１はリーン側に再設定される。このように、吸気スロットル７の操作で実現すべき目標空気過剰率ｔλ１がリーン側に再設定されることで、排気温度の上昇を抑制できる。また、ポスト噴射の最大値への設定により、ＬＮＴ１１の温度上昇をさらに抑制できる。この場合の吸気スロットル７の開度とポスト噴射量及びリッチスパイク時間を第１のリッチスパイク条件と称する。
【０１６９】
ＦＩＧ．５を参照すると、ポスト噴射量の最大値への再設定に伴い、ＬＮＴベッド温度のポスト補正係数Ｋｈｏｓ２は、最小値Ｋｈｏｓ２＿ｌｉｍｉｔに等しく設定される。ＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１に乗じるポスト補正係数Ｋｈｏｓ２が最小値Ｋｈｏｓ２＿ｌｉｍｉｔとなることで、ポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２が低下する。  
【０１７０】
このようにして再設定されたＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２がＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐを下回っていれば、第１のリッチスパイク条件で今回のリッチスパイク制御が実施される。
【０１７１】
第１のリッチスパイク条件では、ポスト噴射量を最大値に設定するため、ＬＮＴ１１の劣化状態によっては、その温度上昇が大きくなる場合もある。ＥＣＵ１５は排気温度センサ１９が検出するＬＮＴ１１のＬＮＴ出口温度Ｔ＿ＬＮＴｏｕｔをモニターし、ＬＮＴ出口温度Ｔ＿ＬＮＴｏｕｔから推定されるＬＮＴ１１のベッド温度が上限温度Ｔ＿ＬＮＴＵｌｉｍｉｔを超える場合には、第１のリッチスパイク条件でのリッチスパイク制御を中止する。  
【０１７２】
また、第１のリッチスパイク条件のもとで、ＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２がＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐ以下に低下しない場合には、ＥＣＵ１５は以下に示す第２のリッチスパイク条件のもとでリッチスパイクを実行する。
【０１７３】
第２のリッチスパイク条件を得るために、ＥＣＵ１５は第１のリッチスパイク条件に加えて、吸気スロットル７とポスト噴射の操作により実現すべき最終目標空気過剰率ｔλ２を、ＦＩＧ．１４に示す最小値ｔλ２＿ｌｉｍｉｔに再設定する。この設定に伴い、吸気スロットル７の操作が実現すべき初期目標空気過剰率ｔλ１はリーン側に再設定される。その結果、空気過剰率変化量Δλ＝λ＿ｃｕｒｒｅｎｔ−ｔλ２が減少し、ＦＩＧ．１１のマップにより演算されるＬＮＴ基準温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅも低下する。
【０１７４】
ＬＮＴ基準温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅの低下は、ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１＝ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅ×Ｋｈｏｓ１で計算されるＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１の低下をもたらす。したがって、ＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１にポスト温度補正係数Ｋｈｏｓ２を乗じて得られるＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２も低下する。このように、吸気スロットル７の操作が実現すべき初期目標空気過剰率ｔλ１をリーン側へ再設定したうえ、吸気スロットル７とポスト噴射の操作が実現すべき最終目標空気過剰率ｔλ２をリーン側に再設定することで、第１のリッチスパイク条件より強力にＬＮＴ１１の温度上昇を抑制できる。この場合の吸気スロットル７の開度とポスト噴射量及びリッチスパイク時間を第２のリッチスパイク条件と称する。
【０１７５】
第２のリッチスパイク条件で、ＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２がＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐ以下に低下する場合には、ＥＣＵ１５は第２のリッチスパイク条件でリッチスパイクを実行する。一方、第２のリッチスパイク条件でも、ＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２がＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐ以下にならない場合は、ＥＣＵ１５は以下に示す第３のリッチスパイク条件のもとでリッチスパイクを実行する。
【０１７６】
第３のリッチスパイク条件を得るために、ＥＣＵ１５はポスト噴射量を最大値に設定し、吸気スロットル７とポスト噴射の操作が実現すべき最終目標空気過剰率ｔλ２を最小値ｔλ２＿ｌｉｍｉｔに等しく設定する。
【０１７７】
ＥＣＵ１５はさらに、リッチスパイク時間ＴｉｍｅｈｏｓをＦＩＧ．１５に示す最小値Ｔｉｍｅ＿ｌｉｍｉｔに向けて一定時間短縮する。リッチスパイク時間Ｔｉｍｅｈｏｓの短縮は、ＦＩＧ．１１において、空気過剰率変化量Δλ＝λ＿ｃｕｒｒｅｎｔ−ｔλ２に対する反応熱でのＬＮＴ基準温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅを最も低い値へと変化させる。このマップを用いて得られるＬＮＴ基準温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅも一層の低下を示し、ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１＝ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｂａｓｅ×Ｋｈｏｓ１で計算されるＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１も一層の低下を示す。したがって、ＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１にポスト温度補正係数Ｋｈｏｓ２を乗じて得られるＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２も一層の低下を示す。また、リッチスパイク時間Ｔｉｍｅｈｏｓの短縮により、ＬＮＴ１１の温度上昇はさらに抑制される。この場合の吸気スロットル７の開度とポスト噴射量及びリッチスパイク時間を第３のリッチスパイク条件と称する。
【０１７８】
第３のリッチスパイク条件で、ＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２がＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐ以下に低下する場合には、ＥＣＵ１５は第３のリッチスパイク条件でリッチスパイクを実行する。一方、第３のリッチスパイク条件でも、ＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２がＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐ以下にならない場合は、ＥＣＵ１５はリッチスパイク時間ＴｉｍｅｈｏｓをＦＩＧ．１５に示す最小値Ｔｉｍｅ＿ｌｉｍｉｔに向けてさらに一定時間短縮する。
【０１７９】
この実施形態によれば、以上のプロセスで再設定されるリッチスパイク条件のもとでリッチスパイクを実行することで、リッチスパイク実行時のＬＮＴ１１のベッド温度が、上限温度Ｔ＿ＬＮＴＵｌｉｍｉｔを超えて上昇するのを防止できる。この実施形態においても、ポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２には、内燃機関１の運転条件による補正係数Ｋｈｏｓ１を含むＬＮＴ運転条件補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ１の値が反映されている。したがって、リッチスパイク開始直後に燃料噴射量など内燃機関１の運転条件が急変した場合においても、リッチスパイク実行中にＬＮＴ１１のベッド温度の上昇値を精度良く計算することができる。結果として、ＬＮＴ１１の浄化率ηＮＯｘの低下を抑え、ＬＮＴ１１を通過して排気管８から外気中に放出されるＮＯｘ量を減らすことができる。
【０１８０】
また、この実施形態はリッチスパイク実行条件として、初期目標空気過剰率ｔλ１と最終目標空気過剰率ｔλ２の少なくとも一方をリッチスパイク実行時のＤＰＦ１２のベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦ、及び、ＬＮＴ１１のベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴに応じて設定する。言い替えれば、初期目標空気過剰率ｔλ１と最終目標空気過剰率ｔλ２の少なくとも一方を、ＬＮＴ１１とＤＰＦ１２の触媒の劣化度合いに応じて設定する。したがって、この実施形態によれば各触媒の劣化度合いに影響されることなく各触媒の温度を制御することができる。  
【０１８１】
触媒再生の制御パラメータを変化させる手段、に関するさらに別の実施形態として、変化手段を次のように構成することも可能である。
【０１８２】
例えば内燃機関１の運転状態が変化したことに起因してＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２がＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐを超えてしまう場合を考える。触媒再生の制御パラメータを吸気スロットル７のみの操作で実現すべき初期目標空気過剰率ｔλ１、吸気スロットル７の操作とポスト噴射で実現すべき最終目標空気過剰率ｔλ２、リッチスパイク時間Ｔｉｍｅｈｏｌｓとする。超過温度差ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２−ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐが解消するように、これらの３つのパラメータを実験により超過温度差ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２−ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐに対して最適化したマップを作成する。ＥＣＵ１５はこのマップをあらかじめＲＯＭに格納しておき、超過温度差ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２−ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐがゼロより大きい場合に、超過温度差ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２−ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐに基づきこのマップを参照して、初期目標空気過剰率ｔλ１、最終目標空気過剰率ｔλ２、及びリッチスパイク時間Ｔｉｍｅｈｏｓを変化させる。
【０１８３】
２００９年１０月１３日を出願日とする日本国における特願２００９−２３６０２２号、の内容をここに引用により合体する。
【０１８４】
以上のように、この発明をいくつかの特定の実施例を通じて説明して来たが、この発明は上記の各実施例に限定されるものではない。当業者にとっては、クレームの技術範囲でこれらの実施例にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１８５】
以上のように、この発明によれば内燃機関の運転条件変化に対してＮＯｘトラップ触媒の再生温度を適正に維持することができる。したがって、運転条件変化の起こりやすい車両用内燃機関の排気浄化装置として特に好ましい効果を期待できる。【０１８６】
この発明の実施形態が包含する排他的性質あるいは特長は以下のようにクレームされる。
【図１】
2011046109.tif 000003
【図２】
2011046109.tif 000004
【図３】
2011046109.tif 000005
【図４】
2011046109.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011046109.tif 000008
【図７】
2011046109.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年7月29日(2011.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１）の排気に含まれる窒素酸化物をトラップする窒素酸化物トラップ触媒（１１）、の再生装置において：
内燃機関（１）の空気過剰率を変更する空気過剰率変更メカニズム（４，７）と；
内燃機関（１）の運転状態を検出する運転状態検出センサ（２２，２３）と；
次のようにプログラムされたプログラマブルコントローラ（１５）：
空気過剰率に関わる制御パラメータに基づき空気過剰率変更メカニズム（４，７）を制御して、空気過剰率を一時的にリッチ化するリッチスパイクによりトラップした窒素酸化物を脱離させることで窒素酸化物トラップ触媒（１１）を再生し（Ｓ１０）；
内燃機関（１）の運転状態と制御パラメータとに基づき再生中の窒素酸化物トラップ触媒（１１）の予測温度上昇量を計算し（Ｓ７）；
運転状態の変化によって、予測温度上昇量があらかじめ設定された許容範囲を超えるかどうかを判定し（Ｓ８）；
運転状態の変化によって、予測温度上昇量が許容範囲を超えると判定した場合に、制御パラメータの値を変更する（Ｓ７）；
とを備える窒素酸化物トラップ触媒（１１）の再生装置。
【請求項２】
内燃機関（１）はディーゼルエンジンで構成される請求項１の再生装置。
【請求項３】
内燃機関（１）は吸気スロットル（７）と燃料インジェクタ（４）とを備え、空気過剰率変更メカニズム（４，７）は吸気スロットル（７）と燃料インジェクタ（４）とで構成され、制御パラメータは、吸気スロットル（７）の制御のみで達成すべく設定されたリッチスパイク中の初期目標空気過剰率と、吸気スロットル（７）の制御と燃料インジェクタ（４）の燃料噴射制御により達成すべく設定されたリッチスパイク中の最終目標空気過剰率とを含む、請求項１の再生装置。
【請求項４】
コントローラ（１５）は、予測温度上昇量の許容範囲に対する超過量が小さいほど初期目標空気過剰率と最終目標空気過剰率とを減少させるよう、さらにプログラムされた（Ｓ７）、請求項３の再生装置。
【請求項５】
コントローラ（１５）は、窒素酸化物トラップ触媒の劣化度合いが大きいほどリッチスパイクの実施期間を短く設定するとともに、リッチスパイクの実施期間に応じて初期目標空気過剰率と最終目標空気過剰率とを変更するよう（Ｓ７）、さらにプログラムされた、請求項４の再生装置。
【請求項６】
コントローラ（１５）は、リッチスパイクの実施期間が短いほど、初期目標空気過剰率と最終目標空気過剰率を小さな値に設定するよう（Ｓ７）、さらにプログラムされた、請求項５の再生装置。
【請求項７】
コントローラ（１５）リッチスパイクの実施期間を短縮方向に修正することで、初期目標空気過剰率（ｔλ１）と最終目標空気過剰率とを減少方向に変更するよう（Ｓ７）、さらにプログラムされた、請求項６の再生装置
【請求項８】
窒素酸化物トラップ触媒の劣化度合いは、あらかじめリッチスパイク実行時と非実行時の窒素酸化物トラップ触媒の温度差に基づき判定される、請求項５から請求項７のいずれかの再生装置。
【請求項９】
燃料インジェクタ（４）の燃料噴射制御は、燃料インジェクタ（４）の燃料噴射量のうち燃焼に寄与しない噴射量の制御である、請求項３から８のいずれかの再生装置。
【請求項１０】
燃料インジェクタ（４）の燃料噴射制御はポスト噴射量の制御であり、コントローラ（１５）は予測温度上昇量が許容範囲を超える場合に、ポスト噴射量を増大させる一方、最終目標空気過剰率を変更せずに、初期目標空気過剰率をポスト噴射量に基づき増大方向に変更する、第１の制御パラメータ値の変更、を実施するよう（Ｓ７）、さらにプログラムされた、請求項９の再生装置。
【請求項１１】
コントローラ（１５）は、内燃機関（１）の運転状態と第１の制御パラメータ値の変更を適用した制御パラメータの値とに基づき再生中の排気浄化部材窒素酸化物トラップ触媒（１１）の予測温度上昇量を再計算し、再計算した予測温度上昇量が依然としてあらかじめ設定された許容範囲を超える場合には、最終目標空気過剰率を減少させる一方、初期目標空気過剰率を最終目標空気過剰率に応じて増大方向に変更する第２の制御パラメータ値の変更を実施するよう（Ｓ７）、さらにプログラムされた、請求項１０の再生装置。
【請求項１２】
コントローラ（１５）は、内燃機関（１）の運転状態と第２の制御パラメータ値の変更を適用した制御パラメータとに基づき再生中の排気浄化部材窒素酸化物トラップ触媒（１１）の予測温度上昇量を再計算し、再計算した予測温度上昇量が依然としてあらかじめ設定された許容範囲を超える場合には、リッチスパイクの実施期間を短縮し、短縮したリッチスパイクの実施期間を用いて再計算される再生中の排気浄化部材窒素酸化物トラップ触媒（１１）の予測温度上昇量があらかじめ設定された許容範囲にとどまるまで、リッチスパイクの実施期間の短縮を段階的に進行させるよう（Ｓ７）、さらにプログラムされた、請求項１１の再生装置。
【請求項１３】
運転状態検出センサは、内燃機関（１）の回転速度を検出するセンサ（２３）と吸入空気量を検出するセンサ（２２）とを含む請求項１から１０のいずれかの再生装置。
【請求項１４】
内燃機関（１）の排気に含まれる窒素酸化物をトラップする窒素酸化物トラップ触媒（１１）、の再生装置において
内燃機関（１）の空気過剰率を変更する空気過剰率変更手段（４，７）と；
内燃機関（１）の運転状態を検出する運転状態検出手段（２２，２３）と；
空気過剰率に関わる制御パラメータに基づき空気過剰率変更手段（４，７）を制御して、空気過剰率を一時的にリッチ化するリッチスパイクによりトラップした窒素酸化物を脱離させることで窒素酸化物トラップ触媒（１１）を再生する手段（１５）と；
内燃機関（１）の運転状態と制御パラメータとに基づき再生中の窒素酸化物トラップ触媒（１１）の予測温度上昇量を計算する手段（１５）と；
運転状態の変化によって、予測温度上昇量があらかじめ設定された許容範囲を超えるかどうかを判定する手段（１５）と；
運転状態の変化によって、予測温度上昇量が許容範囲を超える場合に、制御パラメータの値を変更する手段（１５）と；
を備える排気浄化部材窒素酸化物トラップ触媒（１１）の再生装置。
【請求項１５】
内燃機関（１）の排気に含まれる窒素酸化物をトラップする窒素酸化物トラップ触媒（１１）、内燃機関（１）は内燃機関（１）の空気過剰率を変更する空気過剰率変更メカニズム（４，７）を備える、の再生方法において：
内燃機関（１）の運転状態を検出し；
制御パラメータに基づき空気過剰率変更メカニズム（４，７）を制御して、空気過剰率を一時的にリッチ化するリッチスパイクによりトラップした窒素酸化物を脱離させることで窒素酸化物トラップ触媒（１１）を再生し；
内燃機関（１）の運転状態と制御パラメータとに基づき再生中の窒素酸化物トラップ触媒（１１）の予測温度上昇量を計算し；
運転状態の変化によって、予測温度上昇量があらかじめ設定された許容範囲を超えるかどうかを判定し；
運転状態の変化によって、予測温度上昇量が許容範囲を超えると判定した場合に、制御パラメータの値を変更する；
窒素酸化物トラップ触媒（１１）の再生方法。
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月10日(2012.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
日本国特許庁が２００２年に発行したＪＰ２００２−０４７９７４Ａは、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンが排出した窒素酸化物（ＮＯｘ）をリーン燃焼運転時にＮＯｘトラップ触媒で吸着し、吸着量が所定量に達すると、リッチスパイク制御によって、吸着したＮＯｘを脱離させて還元する排気浄化装置を提案している。リッチスパイクとは、排気の空気過剰率λを一時的に小さくすることをいう。ＮＯｘトラップ触媒に吸着したＮＯｘをＮＯｘトラップ触媒から脱離させて還元する処理をＮＯｘトラップ触媒の再生と称する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
減算ブロックＢ３８でＥＣＵ１５は、次式（４）により排気温度センサ２１が検出したＤＰＦ１２の出口温度Ｔ＿ＤＰＦｏｕｔから、乗算ブロックＢ３７で計算したＤＰＦ１２の推定出口温度Ｔ＿ＤＰＦｂｅｄｅ２を差し引いて温度差ΔＴを算出する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
ＬＮＴ１１の劣化度が高く、ＤＰＦ１２の劣化度も高い場合、すなわちＬＮＴベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴが小さく、ＤＰＦベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦも小さい図の左下の領域では、ＬＮＴ１１とＤＰＦ１２の温度はともに上昇しにくい。この場合にＥＣＵ１５は、初期目標空気過剰率ｔλ１を１．０とリッチ化度λｒｉｃｈをリッチとし、ポスト噴射量Ｑｐｏｓｔを小量とすることで、最終目標空気過剰率ｔλ２を０．９とする。ＬＮＴ１１およびＤＰＦ１２のいずれの劣化度も低い図の右上の領域と比べて、吸気スロットル７を絞ることでリッチ化度λｒｉｃｈをリッチとし、かつポスト噴射Ｑｐｏｓｔを小さくすることで、ＬＮＴ１１及びＤＰＦ１２の温度上昇を促進するのである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
ＥＣＵ１５は、ＦＩＧ．５に示す特性のマップを参照して、一回のリッチスパイク制御によって上昇するＬＮＴベッド温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴとＤＰＦベッド温度上昇値ΔＴ＿ＤＰＦとから、基準リッチスパイク時間Ｔｉｍｅ＿ｂａｓｅを求める。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６２】
ＬＮＴ１１は、一般に空気過剰率λが所定の値となった時点からＮＯｘの脱離を始める。例えば内燃機関１の膨張ストロークで燃料インジェクタ４がポスト噴射を行うリッチスパイク制御により、空気過剰率λを直ちにリッチ化する場合、ＬＮＴ１１からＮＯｘが十分に脱離する前に過剰の還元剤が供給される可能性がある。その場合、供給された還元剤の一部はＮＯｘの脱離のために用いられるが、その他の還元剤はＮＯｘの脱離には用いられずに、外気へと排出されてしまうので、排気中のＨＣが増加する懸念がある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８２】
例えば内燃機関１の運転状態が変化したことに起因してＬＮＴベッド温度のポスト補正温度上昇値ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２がＬＮＴ温度上昇余裕代ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐを超えてしまう場合を考える。触媒再生の制御パラメータを吸気スロットル７のみの操作で実現すべき初期目標空気過剰率ｔλ１、吸気スロットル７の操作とポスト噴射で実現すべき最終目標空気過剰率ｔλ２、リッチスパイク時間Ｔｉｍｅｈｏｓとする。超過温度差ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２−ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐが解消するように、これらの３つのパラメータを実験により超過温度差ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２−ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐに対して最適化したマップを作成する。ＥＣＵ１５はこのマップをあらかじめＲＯＭに格納しておき、超過温度差ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２−ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐがゼロより大きい場合に、超過温度差ΔＴ＿ＬＮＴｈｏｓ２−ΔＴ＿ＬＮＴ＿ｃａｐに基づきこのマップを参照して、初期目標空気過剰率ｔλ１、最終目標空気過剰率ｔλ２、及びリッチスパイク時間Ｔｉｍｅｈｏｓを変化させる。
【国際調査報告】
2011046109.tif 000018
2011046109.tif 000019
2011046109.tif 000020
2011046109.tif 000021